| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| EFECTOS DE AMBIENTES ANÁLOGOS A SUPERFICIES PLANETARIAS SOBRE LA ESTRUCTURA Y DEGRADACIÓN DE MACROMOLÉCULAS ORGÁNICAS Y LA VIABILIDAD Y EL PERFIL TRANCRIPTÓMICO DE COMUNIDADES MICROBIANAS. | | Autor/a | Arribas Tiemblo, Miguel | | Departamento | Automática | | Director/a | Gómez Gómez, Felipe | | Fecha de defensa | 02-10-2026 | | Calificación | Sobresaliente cum laude | | Programa | Investigación espacial y astrobiología (RD 99/2011) | | Mención internacional | Sí | | Resumen | La vida es capaz de persistir en condiciones tradicionalmente consideradas incompatibles con la biología, desde el subsuelo profundo hasta superficies planetarias altamente irradiadas. Comprender cómo los microorganismos sobreviven, obtienen energía y producen biomarcadores detectables en estos entornos es fundamental para reconstruir el origen de la vida en la Tierra y guiar su búsqueda fuera de ella.
Esta tesis explora las relaciones entre el metabolismo microbiano,las condiciones ambientales y la preservación de biomarcadores en análogos planetarios de Marte, las lunas heladas y la Tierra primitiva. Para ello, combina simulaciones de laboratorio, estudios de campo y análisis geoquímicos, abordando tanto la formación como la degradación de biomarcadores en condiciones extremas.
Los tres primeros capítulos se centran en el comportamiento de distintas formas de materia orgánica bajo condiciones análogas a la superficie marciana. Mediante experimentos con aminoácidos, virus y cianobacterias, mostramos que la radiación ultravioleta y los procesos oxidativos mediados por hierro afectan significativamente a su preservación. Los aminoácidos se degradan selectivamente según su estructura, mientras que los virus se inactivan por adsorción u oxidación dependiendo de la mineralogía del entorno. En cambio, las cianobacterias muestran una notable resiliencia: el regolito y los minerales arcillosos ofrecen cierta protección y permiten su recuperación tras desecación e irradiación. En conjunto, estos resultados evidencian el doble papel del regolito marciano como agente tanto destructivo como protector.
El cuarto capítulo explora ecosistemas microbianos del océano profundo como análogos de nichos habitables en océanos subsuperficiales como los de Europa y Encélado. Mediante análisis metatranscriptómicos se ha caracterizado una emanación fría rica en azufre frente a la costa chilena. En este ambiente extremo observamos una transición desde comunidades heterótrofas sostenidas por materia orgánica sedimentada desde la superficie hacia comunidades quimiosintéticas impulsadas por el ciclo del azufre. La ausencia de arqueas metanotróficas sugiere rutas metabólicas alternativas a las descritas en otras emanaciones ricas en metano y resalta la diversidad de estrategias energéticas en entornos de baja energía, relevantes para lunas como Europa y Encélado.
El capítulo final examina cómo las comunidades microbianas interactúan con sulfuros de hierro bajo condiciones relevantes para la Tierra primitiva. Simulaciones de laboratorio inspiradas en estromatolitos piritizados de 3,5 mil millones de años de la Formación Dresser demuestran que las comunidades microbianas pueden inducir la mineralización de sulfuros de hierro y sostener su actividad metabólica mediante el consumo de minerales. Mientras las comunidades reductoras de sulfato se ven inhibidas por la precipitación de FeS, la aparición de un nuevo consorcio capaz de oxidar FeS revela la litotrofía sustentada en este mineral como un metabolismo potencialmente relevante en ambientes euxínicos primitivos. Estos resultados respaldan el papel de las interacciones mineral-microbio en la evolución metabólica temprana y en la preservación y degradación de biomarcadores a escalas geológicas.
En conjunto, este trabajo proporciona un marco integrado para comprender cómo la vida persiste en ambientes extremos y cómo sus huellas se forman, transforman y preservan. Al integrar microbiología, geoquímica y ciencia planetaria, esta tesis contribuye a mejorar la interpretación de biomarcadores en el registro temprano de la Tierra y a optimizar las estrategias de búsqueda de vida fuera de nuestro planeta. |
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